Zandsluiting Marollegat: Ontwerpnota

RIJKSWATERSTAAT DELTADIENST

ZANDSLUITING MAROLLEGAT ONTWERPNOTA

nota DD.WWO.83-20.013

INHOUDSOPGAVE Inleiding

1.1 Voorgeschiedenis

1.2 Aanpak ontwerp zandsluiting Marollegat 2 Uitgangspunten 2.1 Stormvloedkering 2.2 Tijdschema 2.3 Compartimentering 2.4 Gebruik modellen 2.5 Voltooiing damvak 2.5.1 Inleiding 2.5.2 Kruinhoogte 2.5.3 Dwarsprofiel 2.5.4 Glooiingskonstrukties Blz. 5 5 6 9 9 10 1 0 10 11 11 11 11 12 3 Randvoorwaarden 14 3.1 Sluitgatkarakteristiek 14 3.2 Hydraulische gegevens 15

3.2.1 OVerschrijdingsfrekwentielijnen voor hoogwater- 15 standen

3.2.2 Onderschrijdingsfrekwentielijnen voor laagwater- 18 standen

3.2.3 Ontwerppeil 18

3.2.4 Gemiddelde hoog- en laagwaterstanden 19

3.2.5 Getijberekeningen 19

3.2.6 Sluitgatparameters 20

3.2.7 Snelheden als funktie van het doorstroomprofiel 22

3.2.8 Golfrandvoorwaarden 23

3.3 Grondmechanische gegevens 26

3.3.1 Grondlagenopbouw bodem 26

3.3.2 Afschuivings- en zettingsvloeiingskr iteria 27

3.4 Materiaal 29

3.4.1 Zandwinplaats 29

3.4.2 Zandkarakteristiek 30

3.5 Materieel 31

3.5.1 Kapaciteiten/beschikbaarheid 31

3.5.2 Benodigd dwarsprofiel sluitkade tijdens de opbouw 32

3.5.3 Werkbaarheid 33

4 Ontwerp zandsluiting 4.1 Ontwerpmethode

4.1.1 Rekenmethode

4.1.2 Voorwaarde voor toepassing van de rekenmethode 4.1.3 Werkrichting 4.1.4 Zandproduktie 4.2 Ontwerp sluitkade 4.2.1 Inleiding 4.2.2 Situering sluitkade 4.2.3 Dwarsprofiel 4.2.4 Stortprofiel 4.3 Zandverliesberekeningen 35 35 35 35 36 36 37 37 37 37 39 39

4.4 Keuze produktie 4.5 Bodembescherming

4.6 Grondmechanische aspekten 4.6.1 Grondverbetering

4.6.2 Grondmechanische stabiliteit damvak in bouwfase

4.6.3 Vertikale deformaties

4.6.4 Grondmechanische stabiliteit overige dam-vakken en Tholensche oever

4.6.5 Faalkans macro-stabiliteit 4.7 SCheepvaartaspekten 5 uitvoering 5.1 Uitgangspunten 5.2 Werkwijze en voortgang 5.2.1 Inleiding 5.2.2 Fase 1 5.2.3 Fase 2 5.2.4 Fase 3 5.3 Tijdsduur 6 Risiko-analyse 6.1 Inleiding 6.2 Foutenbomen 6.2.1 De hoofd-foutenboom

6.2.2 Grenstoestanden en foutenboam voor bezwijken 6.2.3 Analyse en foutenbomen uitvoeringssysteem 6.2.4 Beïnvloeding door externe factoren

6.3 Kwantificering foutenbomen 6.3.1 Algemeen

6.3.2 Grenstoestanden bouwfasen 6.3.3 Kalamiteus falend materieel 6.4 uitlooptijd bij planmatige uitvoering

6.4.1 Inleiding

6.4.2 Spreiding in parameter-waarden 6.4.3 Probabilistische berekeningen

6.5 Gekwantificeerde foutenboorn,totale faalkans en konklusies

7 Overige aspekten 7.1 Waterhuishouding 7.2 SCheepvaart

7.3 Milieu en visserij

8 Begeleiding van de uitvoering

9 Aanbestedingsvorm en verrekeningswijze 10 Samenvatting Symbolenlijst Blz. 40 42 42 42 43 44 46 46 47 50 50 52 52 52 54 55 55 57 57 57 57 58 61 63 63 63 64 65 67 67 67 69 72 74 74 74 74 75 76 77 80

Literatuuropgave

Overzicht van bijlagen Fotoverantwoording

Blz. 81 83 83

INLEIDING

1.1 voorgeschiedenis

De sluiting van de compartimenteringsdamrnen is reeds geruime tijd onderwerp van studie. De besluitvorming betreffende de toe te passen sluitingstechnieken heeft parallellopend met de ontwikke-ling van het inzicht in de mogelijkheden, stapsgewijs plaatsge-vonden.

figuur 1.1.1 OVerzicht compartimenteringswerken

In eerste instantie is uitgegaan van sluitingen bij het volle ge-tij om zodoende niet afhankelijk te zijn van het gereedkomen van de stormvloedkering. In de nota "Sluitingsmiddelen" (lit. 1) is een aantal alternatieve sluitingstechnieken onderling vergele-ken. Op grond hiervan is besloten om zowel bij het Tholensche Gat als bij het Krammer een geleidelijke vertikale sluiting toe te passen met behulp van betonblokken. Deze methode was financieel

aantrekkelijk, omdat hierbij gebruik zou kunnen worden gemaakt van een gedeelte van de hulpbrug bij de stormvloedkering.

In tweede instantie is besloten (in 1980) om de sluitingen te la-ten plaatsvinden in de periode dat het getij op de Oosterschelde door de bouw van de stormvloedkering sterk wordt gereduceerd

(lit. 2). Deze reduktie wordt pas goed voelbaar tijdens het plaatsen van de dorpelbalken. Door de verlaging van de stroom-snelheden, veroorzaakt door de reduktie van het getij en door de thans reeds gerealiseerde afsluiting van het Markiezaat is het mogelijk om in het Tholensche Gat eerst een drempel op te werpen

van goedkope materialen zoals zand of mijnsteen en vervolgens daarop een geleidelijke vertikale sluiting te realiseren.

Beslo-ten werd om deze sluiting uit te voeren met stortsteen met behulp van een varend bedrijf.

De sluiting van het Marollegat is geprojekteerd in de periode tussen de aanleg van de onderwaterdrempel en de steensluiting in het Tholensche Gat. Het Marollegat wordt gesloten met behulp van zand. Deze sluitingsmethode is mogelijk, doordat de stroomsnelhe-den relatief laag zijn ten gevolge van het nog ruime doorstroom -profiel in het Tholensche Gat.

De derde stap in de besluitvorming betrof alleen de Philipsdam. In 1982 werd besloten om het Krammer met behulp van zand te slui-ten. Dit is alleen mogelijk als gebruik wordt gemaakt van de stormvloedkering om het getij zo te beïnvloeden, dat de stroom-snelheden in het sluitgat, vooral tijdens de kritieke fase van de sluiting, in voldoende mate kunnen worden beheerst. Ook deze stap in de besluitvorming betekent, evenals de voorgaande, een aan-zienlijke verlaging van de kosten.

Het laatste besluit tot op heden is genomen medio 1983. De Minis-ter heeft toen besloten om de sluiting van de Philipsdam te ver-schuiven van eind 1986 naar medio 1987 om zodoende een verlich-ting van de jaarlijkse financiële lasten te bewerkstelligen. Van belang is hierbij dat het sluitingstijdstip van de Oesterdam niet is gewijzigd. Door de reduktie van het getij ten gevolge van de bouw van de stormvloedkering wordt vooral de kom van de Oos-ter schelde kwetsbaarder voor zoetwaOos-ter invloeden in een periode van zware regenval en voor het zoetwaterbezwaar via de Kreekrak-sluizen. Door een tijdige aanleg van de Desterdam wordt de kom van de oostzijde afgeschermd voor de genoemde invloeden en wordt bovendien het getijverschil vergroot.

De voorliggende nota beschrijft het ontwerp en de uitvoering van de zandsluiting van het Marollegat en de daarbij gehanteerde randvoorwaarden en uitgangspunten.

1.2 Aanpak ontwerp zandsluiting Marollegat

De samenstelling van de ondergrond van het gedeelte van de oes-terdam dat is gelegen langs de Schelde-Rijnverbinding is dusdanig dat een grondverbetering noodzakelijk is.

eerder uit te voeren bestek. OVerwogen is om het opvullen van het cunet met zand te doen plaatsvinden gelijktijdig met de slui-ting. Hier is echter van afgezien om de volgende redenen:

a) tijdens de periode dat het cunet openligt kan zich hierin weer slib afzetten;

b) de zandsluiting duurt langer in verband met de grotere aan te brengen hoeveelheid zand en extra zandverlies door een grotere stortlengte;

c) het is aantrekkelijk de werkzaamheden zoveel mogelijk te spreiden; dus zoveel mogelijk werk uit te voeren voordat de sluitingen starten.

De zandsluiting komt in feite neer op het horizontaal uitbouwen van een sluitkade met minimale afmetingen vanaf één of beide o~vers. Daarbij nèmen äe snelheden in het sluitgat toe, naarmate het doorstroomprofiel kleiner wordt. Een deel van het zand zal vanwege de getijstroming door het sluitgat worden afgevoerd, voordat het zich heeft kunnen afzetten; dit wordt stortverlies genoemd. In het deel van het sluitgat, dat niet tot het stort wordt gerekend, zal eveneens erosie optreden; dit wordt bodemver-lies genoemd.

De hoeveelheid zand, die nodig is om de sluitkade te maken, hangt af van het netto volume van de kade (dus van taludhellingen, kruinhoogte, kruinbreedte en Sluitgatgeometrie) en van de optre-dende zandverliezen. De zandverliezen zijn afhankelijk van de hy-draulische belasting (vooral snelheden), de eigenschappen van het zand (korreldiameter en het percentage fijn materiaal of veront-reiniging) de oppervlakten van het stort en van de bodem, de weerstand van de bodem tegen uitschuring en voorts van de kapaci-teit, waarmee het zand op het stort wordt aangevoerd. De kapaci-teit van het zandbedrijf is overigens in verband met de benodigde kruinbreedte, mede bepalend voor het volume van de sluitkade. De definitieve dam heeft een grotere hoogte en/of breedte tenein-de gedurentenein-de vele jaren de waterkerende en andere funkties te

kunnen vervullen.

Oudat de zandwinning ten noorden van het damvak Speelmansplaten plaatsvindt, zal de sluiting van het Marollegat plaatsvinden van noord naar zuid. Weliswaar is hierdoor het sluitgat exentrisch gelegen ten opzichte van de komberging, doch de invloed hiervan is ger ing.

De hydraulische randvoorwaarden worden beïnvloed door de vorde-ringen van de werkzaamheden van de stormvloedkering, het seizoen waarin de sluiting wordt uitgevoerd en het aanwezige doorstroom-profiel van de overige sluitgaten in de Philipsdam en Oesterdam.

De zandverliezen worden berekend met het programma ZANDSOM, dat is gebaseerd op de zandtransportformule van Morra-Kalinske. Deze rekentechniek is bij eerdere zandsluitingen toegepast. Door een gevoeligheidsanalyse met betrekking tot de belangrijkste parame-ters uit de berekening wordt nagegaan welke onzekerheden aan de zandsluitingsberekening zijn verbonden.

Ten behoeve van het ontwerp is de produktie van het zandbedrijf gevarieërd. De gewenste zandproduktie moet worden bepaald in re-latie met de zandverliezen en de snelheid waarmee de sluiting wordt voltooid.

De sluiting van het Marollegat gaat gepaard met lokaal toenemende snelheden. Tot deel van het ontwerp wordt gerekend het nagaan of de hoge snelheden tot ongewenste ontgrondingen en eventueel

in-stabiliteit van damkoppen kunnen leiden en het zonodig ontwerpen van verdedigingen. Tevens worden de grondmechanische stabiliteit alsmede zetting en klink van de verschillende konstruktieonder-derdelen bepaald.

In het belang van de scheepvaart wordt nagegaan welk stroombeeld tijdens de sluiting op de vrij dicht bij het sluitgat gelegen Schelde-Rijnverbinding ontstaat en of scheepvaartbegeleiding noodzakelijk is.

Een risikobeschouwing van het ontwerp en de uitvoering is nodig om na te gaan op welke mogelijke tegenslagen geanticipeerd moet worden en op welke punten het ontwerp moet worden aangepast. Daarbij zijn van groot belang de relatie met de bouw van de stormvloedkering en in mindere mate met de sluiting van het Tho-lensche Gat.

Op de vormgeving en dimensionering van het damvak in de eindsitu-atie wordt in deze nota slechts zijdelings ingegaan. Het ontwerp van het damvak is in grote lijnen reeds enige jaren geleden vast-gesteld op grond van een daartoe ingezonden principeplan (machti-ging gedateerd 1-5-1980, brief AL 25262).

Overwogen is nog of een kasdrukverlaging van enige betekenis zou kunnen worden bereikt door het aanleggen van een damvak op grond van een uitgekleed ontwerp. Er doet zich hierbij echter het pro-bleem voor dat het Rijk een overeenkomst heeft gesloten met de provincie Zeeland (lit. 3) over de dimensionering van het dwars-profiel van de dam in verband met een daarop door de provincie aan te leggen weg. Met het oog op de hiervoor benodigde extra dambreedte is door de Provincie reeds in het kader van de over-eenkomst een bepaald bedrag aan het Rijk betaald. Afgezien van het hiervoor gesignaleerde juridische probleem zou in de praktijk slechts een relatief geringe besparing kunnen worden bereikt, die niet opweegt tegen de later te maken kosten voor de voltooiing van de dam.

2 UITGANGSPUNTEN

2.1 Stormvloedkering

Bij het opstellen van de hydraulische randvoorwaarden, behorende bij de diverse bouwstadia van de sluiting van het Marollegat is uitgegaan van planning PL 700a voor de stormvloedkering. Dit houdt o.a. in dat de stormvloedkering lokaal, centraal en automa-tisch bedienbaar is op respektievelijk 1 mei, 1 juli en 1 oktober 1986. De dorpelbalkenplaatsing is gereed op 1 juni 1986. Het aan-brengen van de dorpelbalken vindt plaats in de periode van juli 1985 tot en met juni 1986. DOor deze werkzaamheden nemen het ef-fektieve doorstroomprofiel mA van de stormvloedkering, en daarmee ook de stroomsnelheden in het Marollegat, af (fig. 2.1.1). Tij-dens het plaatsen van de dü:rpelualii.€:il zijn alle schuiven van oe stormvloedkering geopend. OVerwogen wordt tijdens het plaatsen van de bovenbalken (vanaf medio mei 1986) diverse schuiven te

sluiten. i maanden ~rtrQglng Ol e ï:

•

.lIC "0

•

o "> E

...

o : ~ Pl 700Q ~ Eli! ltI I I I I I 3 maand~n v~rtraging Q> \I) Q> ;:; I I I I I JIJ I 111 _l_

g

o \I) ~ o

8

..,

~ 1 ~v~r~sc:her ming ~

:zz.:~~3

' Thol~nsc:he gat ! ; j

I

zandTho~nsc:h~ gatdr~mpel

I

I

I

I

I bodem~sc:herming zQnddr~mpel !

1

!

!

I

I

i

i

!

I

I

I

-i

J

I I

I

I I

I

Stor

l

:;~:~:~;~g

pI••

t.on ... t...

-,

.

T

I

I

1

-

I

I

I

I

I I

I

I

! I

I

I

I I I

I

I

I I i

!

i

Ll_

I I I

I

zandsluiting Maroll~9at ~ ~I

I

:

i

I

I

I

::

i

I

I

W

I

st~~nsluitin9 ThoI~nsche gat

I

I

I I I i I I

I

damvak Thol~nsc:he gat

i

i

i

I l i

i

!

Jan f~b mrt aprmei jun JUlaug sep okt nov ~ Jan feb mrt apr ~i jun Jul aug sep okt

1985 1986

figuur 2.1.1 Tijdschema sluiting Oesterdarn en aanleg stormvloed-kering

2.2 Tijdschema

De koppeling van de compartimenteringswerken met de stormvloedke-ring wordt gevormd door het tijdstip van sluiting van het Tholen-sche Gat (lit. 2).

Het Tholensche Gat wordt al vernauwd vóór de eigenlijke sluiting. Het Marollegat wordt gesloten in de periode tussen de vernauwing

en de sluiting van het Tholensche Gat. Door de sluiting van het Marollegat nemen de stroomsnelheden in het Tholensche Gat toe. Om gevaar van instabiliteiten van de oevers van Tholen en het werk-eiland te beperken vindt de sluiting van het Marollegat zo kort mogelijk voor de sluiting van het Tholensche Gat plaats. Tussen de beide sluitingen wordt een ruimte van enkele weken gepland om onderlinge beïnvloeding in de uitvoering zoveel mogelijk te ver-mijden.

De sluiting van het Tholensche Gat vindt plaats in juni/juli 1986 (lit. 4). De sluiting van het Marollegat vindt daarom plaats in april/mei 1986.

In hoofdstuk 6 wordt ingegaan op de invloed van een vertraging in de werkzaamheden bij de stormvloedkering op de zandsluiting van

het Marolleg at.

2.3 Compartimentering

Tijdens de sluiting van het Marollegat zijn het Krammer en het Slaak nog open. In het Tholensche Gat is een drempel aangebracht, waardoor het doorstroomprofiel is gereduceerd tot circa 2.100 m2

(lit. 4).

Indien wordt gekozen voor een zandsluiting van het Tholensche Gat zijn de hydraulische omstandigheden voor het Marollegat gunsti-ger, omdat het doorstroomprofiel van het Tholensche Gat dan gro-ter is (4.700 m2) en het bovendien mogelijk is de sluiting van het Marollegat op een later tijdstip uit te voeren, waarbij het doorstroomprofiel van de stormvloedkering nog verder is afgeno-men.

Een overzicht van de werken is weergegeven in fig. 1.1.1.

2.4 Gebruik modellen

Voor de bepaling van het vertikale en horizontale getij zoals dit zal optreden tijdens de sluiting is zowel het fysisch overzichts-model van de Oosterschelde (model Ml000) als het één-dimensionaal mathematisch model IMPLIC toegepast. Beide modellen hebben een operationele status en zijn in voldoende mate getoetst aan het prototype. Gelet op de produktiesnelheid van beide modellen, de bijbehorende kosten en het feit dat beide modellen min of meer dezelfde onnauwkeurigheid hebben ten opzichte van het prototype voor de huidige situatie, is het overgrote deel van de

getijbere-keningen ten behoeve van het ontwerp met IMPLIC uitgevoerd. Het aantal onderzochte bouwfasen in Ml000 is relatief gering. Soms bleek een nuttige aanvulling op het IMPLIC-bestand moge-lijk. Ml000 is voornamelijk gebruikt bij de globale beoordeling van stroombeelden en bij de afschatting van afVoercoëfficiënten.

Op basis van een vergelijking met enkele prototypemetingen kan voor zowel IMPLIC als M1000 worden aangenomen dat de debieten met eenzelfde nauwkeurigheid kunnen worden vastgesteld als deze kun-nen worden gemeten in werkelijkheid (circa 10%).

Een beknopte beschrijving van beide modellen, waarbij tevens de betrouwbaarheid van de resultaten aan de orde komt, is opgenomen

in lit. 4.

Zandverliesberekeningen zijn gemaakt met het model ZANDSOM (lit. 5). Van het gebruik van twee-dirnensionale mathematische modellen is in dit stadium afgezien, omdat deze voor operationeel gebruik nog onvoldoende zijn ontwikkeld.

2.5 Voltooiing damvak

In het kader van het ontwerp van darnvak Zuid van de Oesterdam is het ontwerp van de volledige dam in grote lijnen vastgesteld voor wat betreft:

- kruinhoogte/buitenbermbreedte

- indeling dwarsprofiel (ligging wegen) - glooiingskonstrukties

De dimensionering van de Oesterdam is voornamelijk afgestemd op zijn waterkerende funktie. De dam is daarom zodanig ontworpen dat onder ontwerpomstandigheden geen schade zal ontstaan (bijvoor-beeld door wateroverslag) , die een doorbraak tot gevolg heeft. Om aan deze eis te voldoen is voor de kruinhoogteberekening uitge-gaan van het 2% golfoploopkriterium. De kruinhoogte is bepaald door bij de ontwerpwaterstand op te tellen de golfoploop, een toeslag voor een mogelijke buistoot en een overhoogte in verband met de relatieve bodemdaling. Op grond van diverse studies is

ge-kozen voor een bovengrens voor het alarmpeil van de stormvloedke-ring van NAP +3,50 m (lit. 6). Het daarbij behorende ontwerppeil van de Oesterdarn bedraagt NAP +4,00 m. De kruinhoogte is o.a. af-hankelijk van de te kiezen buitenbermbreedte. OOOr de werkgroep OEVIL (Oesterdarn,Vormgeving, _!nrichting en Landschappelijke in-passing) is een voorkeur uitgesproken voor een zo laag mogelijke kruin. Daarom is op het maatgevende damvak (Marollegat) gekozen voor een brede buitenberm.

Uiteindelijk heeft een en ander geresulteerd in een kruinhoogte van NAP +5,60 m (lit. 7).

2.5.3 Dwarsprofiel

---Bij het bepalen van het dwarsprofiel van de Oesterdarn hebben ver-schillende overwegingen een rol gespeeld (lit. 7).

Uitgaande van de noodzaak van een scheiding van verkeerssoorten is behalve de hoofdrijbaan een parallelweg/fietspad vereist. De vormgeving van de Oesterdam is onderdeel van studie geweest in

de werkgroep OEVIL. Daarbij heeft de ligging van de wegen een be-langrijke rol gespeeld. uiteindelijk is gekozen voor een ligging van de parallelweg/fietspad aan de westzijde van de hoofdrijbaan

(lit. 8).

Ter plaatse van het langs de SChelde-Rijnverbinding gelegen dam-gedeelte, waartoe het damvak Marollegat behoort, is de parallel-weg/fietspad op de brede buitenberm gesitueerd en de hoofdrijbaan op de kruin (fig. 2.5.1).

Oost~rscheld~ zi Jd~ zoomm~~rzj jd~

___ ..4

...

---

ft...__

__ ...:::---~_ _ . -_-_--~ N.A.P._

figuur 2.5.1 Situering wegen op damvak Marollegat

De hoofdrijbaan zal door en voor rekening van de provincie Zee-land worden aangelegd, beheerd en onderhouden. Hiertoe is een overeenkomst gesloten tussen het Rijk en de provincie (lit. 3). De aanleg van de weg(en) zal gefaseerd plaatsvinden; voorlopig zal worden volstaan met een werkweg zoals op tekening 83-10.365

(bijlage 3) is weergegeven.

Westzijde:

In verband met mogelijkheden voor hergebruik van materialen en uit een oogpunt van vormgeving en landschappelijke inpassing is voor de westzijde van de dam gekozen voor een konstruktie,

be-staande uit koperslakblokken tot NAP +1,80 m met daarboven beton-blokken.

Ter plaatse van de kreukelberm wordt een bodembescherming met be-storting aangebracht.

Bij de ontwerpwaterstand (NAP +4,00 m) kan een golfhoogte Hs

=

1,8 m optreden (frekwentie 2,5.10-4 per jaar - fig. 3.2.8). Hieruit is de zwaarte van de konstruktie afgeleid (fig. 2.5.2). Met betrekking tot de toepassing van betonblokken heeft o.a. een onderzoek plaatsgevonden in de Deltagoot, waaruit de blokdikte is afgeleid (lit. 9).

belonblokkt'n 0.50.0..50..0..25

op klt'1 diko.BO

bl'lonbond 1.00. 0.40. 0.12

kopt'rslokblokken.0.20xO.33.0.25

op gebrok ..n grind 5115 dik OOS mlJnsleen dik 0.50 ____ NAP belonbond 1.00. 040.0.12 p..rko..n..n long 1.60,551 /m: Ieenschol 0.40 x 0.0.25 beve st plank 0 10.0.025 sroristeen 101300, 1400kg./m2op

kunslslol_lsel mei "..Imol.

stor tsjeeo 101300 ,10.00kgIm2op

kunstslotwf't'fsel met rlt'tmat.

figuur 2.5.2 Glooiingskonstruktie westzijde dam

Oostzijde:

Na voltooiing van de compartimenteringswerken zal hier een vaste

waterstand ontstaan van circa NAP.

Volgens de vigerende planning wordt het Krammer gesloten medio

1987. Dit betekent dat tot dat tijdstip aan de oostzijde van de

dam een (weliswaar gedempt) getij aanwezig is.

Daarom wordt een "harde" konstruktie aangebracht tot NAP +3,00 m

(fig. 2.5.3). De zwaarte van de konstruktie is afgeleid uit de

golfhoogte die hoort bij de ontwerpfrekwentie van 2,5x10-4 per

jaar en uit de scheepsgolven die zijn te verwachten op de

Schel-de-Rijnverbinding. Genoemde golfhoogte komt overeen met de Hs die

hoort bij een ontwerpfrekwentie van 10-2 per jaar en een

water-stand tot circa NAP +2,0 m (tijdelijke situatie).

kiel dlk 0.60

1.00•0zn• 0.12

slcrlsleoen 10/60.. 600kg/m2 op

kunslslolw ....tSt'l mpi riPlmol. op

mIjnslt't"O dik 0.50

figuur 2.5.3 Glooiingskonstruktie oostzijde dam

Het volledige dwarsprofiel van het damvak is weergegeven op

3 RANDVOORWAARDEN

3.1 Sluitgatkarakteristiek

Het sluitgat is gesitueerd tussen de noordkop van het damvak Zuid van de Oesterdam op km 3.26 (NAP-lijn) en de zuidelijke beëindi-ging van damvak Speelmansplaten II op km 4.30 (NAP-lijn) (fig.

3.1.1). kt' markit'zaatskadt' _._._.- -\.00 -_._-- -IQ,OO _••••••_-15,1)0 ---2O.DO

figuur 3.1.1 Situatie Oesterdam

De sluitgatlengte op NAP bedraagt derhalve circa 1040 m.

Uitvoeringstechnisch gezien is het aantrekkelijk dat het sluitgat grenst aan het reeds aangelegde damvak Zuid. Als het sluitgat meer noordelijk zou worden gesitueerd moet eerst een damgedeelte vanuit damvak Zuid worden uitgebouwd.

De sluitgatlengte is zo gekozen, dat de verwachte ontgrondingen beperkt blijven tot enkele decimeters.

Het lengteprofiel van het sluitgat wordt bepaald door de bodem-ligging van het gebied dat tussen de twee teenlijnen van de ge-projekteerde sluitkade ligt.

Aan de hand van een lodingenkaart (augustus 1983) zijn de teen-lijnen getekend en is per raai loodrecht op de as van de sluitka-de een gemidsluitka-delsluitka-de diepte bepaald.

Hieruit is een lengteprofiel over het sluitgat samengesteld, dat de gemiddelde bodemligging weergeeft (fig. 3.1.2). Dit profiel geeft dus niet de werkelijke bodemligging in de as van het sluit-gat weer. Hiervoor wordt verwezen naar tekening 83-10.438 (bijla-ge 4) •

Het doorstroomprofiel beneden NAP bedraagt circa 3.200 m2•

( m) km 4.30

o

200 400 600 800 . km 3.30 1000 DAMVAK SPEELMANSPLATEN

n

.4.00 DAM VAK ZUID .2,00 NAP ---E -2.00 -4.00 -6.00

figuur 3.1.2 Gemiddeld lengteprofiel Marollegat

3.2 Hydraulische gegevens

Voor het ontwerp van de compartimenteringsdamrnen dient men onder meer te beschikken over overschrijdingsfrekwentielijnen voor hoogwaterstanden voor de huidige situatie, voor de situatie met gereedzijnde stormvloedkering en campartimenteringsdammen, en voor een aantal tussenliggende bouwstadia.

Waargenomen hoogwaterstanden en resultaten van berekeningen bij extreme hoogwaters zijn voor een reeks plaatsen langs het

OOster-scheldebekken bekend. Met deze gegevens zlJn betrekkingslijnen gekonstrueerd tussen het hoogwater te Burghsluis en het hoogwater ter plaatse van andere getij stations langs de OOsterschelde: dit zijn Zierikzee, Goese Sas, wemeldinge, Bruinisse, Steenbergse Sas en Bergen op Zoom. Met behulp van deze betrekkingslijnen zijn uit de frekwentielijn van Burghsluis nieuwe frekwentielijnen voor de genoemde getij stations afgeleid. Vervolgens zijn daaruit ook de frekwentielijnen voor de Philipsdam en de Oesterdam verkregen. De frekwentielijn voor het zuidelijk gedeelte van de Oesterdam

(o.a. ter plaatse van Marollegat) is gelijk aan de lijn voor Ber-gen op Zoom. De frekwentielijn voor het tracé ter plaatse van het Tholensche Gat ligt enigszins hoger dan die voor het Marollegat. Bij een frekwentie van 10-2 per jaar is dit verschil ongeveer 0,1

m.

Voor een drietal stadia is het verloop van de hoogwaterover-schrijdingsfrekwentielijnen op jaarbasis bepaald.

1. Huidige situatie zonder aanwezigheid van de stormvloedkering en de compartimenteringsdammen:

2. Krammer en Slaak open, Marollegat gesloten en drempel Tholen-sche Gat op NAP -10 m: mA stormvloedkering

=

16.700 m2:

3. Eindsituatie, alle compartimenteringsdammen gesloten: mA stormvloedkering

=

16.100 m2•

In fig. 3.2.1 zijn de betreffende hoogwaterfrekwentielijnen ge-presenteerd voor het Tholensche Gat.

De gepresenteerde frekwentielijnen geven de verwachtingswaarde van de waterstand. De waterstand die met een bepaalde frekwentie overschreden wordt kent een spreiding die bepaald wordt door di-verse invloedsfaktoren, die verder worden behandeld in lito 4.

___ huidige situatie. zonder stormvlo~dkering en compartimenteringsdammen ./

_. _ krammer en slaak open,maroUegat gesloten. thetensebe gat N~P -10.00m ./

mA stormvloedkering =16700 m~""

••••••• elnds,tuat~,eue oammen ~sloten, mA stormvloedkering = 16700 m2 .'

.'

...

~.~

....

.

~

...

/

•5

.

00

+---+---+---t---+----~+_----_:t'7-=----_;

/

_..

...

/

-:

:;,;:..,

/ /

..

~.

/'

..

:.~

.4~0+---+---~---~~----~~~~--~~---+---+---~

V ..

~:'

/

.,:;;~'

..;7

--7.

-;;;.

.3

,

OO+---+---~~----~~~---r_---_f---_t---~

_{., ...."7} .-Y

.;;;.

~~

.,:~

.~

~.

.2

,

OO+---~~~~---4_---+_---4_---+_---,_---~

f~'·7

.1

,

0

+---+---+---+---+---+---+---1

0

·6

.

0

0

E o z ~ VI a: LIJ r-~

NAP+---+---+---~---~---~---~---~

103 102 10' 100 10~ 10-2 10-3 10~

GEMIDDELDE OVERSCHRIJDINGSFREQUENTIE IN KEREN PER JAAR

figuur 3.2.1 Overschrijdingsfrekwentielijnen voor

Onderschrijdingsfrekwenties van laagwater standen zijn voor het ontwerp van belang voor de konstruktie van de zogenaamde "afwaai-getijden". Extreme laagwaters kunnen in sommige bouwfasen maatge-vend zijn voor het ontwerp.

De onderschrijdingsfrekwentielijnen van laagwaterstanden zijn be-paald met behulp van natuurwaarnemingen van het tijdvak 1969-1974 en met IMPLIC-berekeningen. Hierbij zijn gegevens gebruikt die betrekking hebben op de normale getij-situatie zonder windeffek-ten. De extrapolatie naar extreme laagwater-waarden (met een on-derschrijdingsfrekwentie lager dan 10-1 per jaar) is dus onbe-trouwbaar (fig. 3.2.2). Hierbij wordt uitgegaan van een grotere spreiding dan bij de hoogwaterstanden.

1'luidige situat ... ZONWr stormvlo~kering en compartimenteringsdammen

H'ldsituat" • mA stormvlo~kering

=

16700 m2 HAP ~ c _-1,00 z

.

>:

.

Co!

..

-

..

E -,'

.

_....

.

.E 0

-zco

Z ~ 111 a::

'"

....

J

-lOQ ...

...

...

_...

...

_.

_.

_...

_...

.

..

.

.

10°

GEII4IDDELDE ONDERSCHRIJDINGSFREQUENTIE IN KEREN PER JAAR

figuur 3.2.2 onderschrijdingsfrekwentielijnen voor

laagwater-standen Tholensche Gat

In lito 6 zijn voor de canpartimenteringsdammen in de

eindsitu-atie ontwerppeilen vastgesteld. Voor de Oesterdam is dit een

Het gemiddelde hoog- en laagwater zijn voor het Marollegat voor enkele stadia weergegeven in tabel 3.2.1. Op de genoemde waarden is een spreiding van toepassing van

cr

=

0,10 m ,

Bouwstadium Soort getij gemiddeld gemiddeld

hoogwater laagwater in m t.o.v. NAP 1 • Krammer en Slaak open, gemiddeld springtij + 1,64

-

1 ,46

Marollegat gesloten, gemiddeld getij + 1,49

-

1,37 drempel Tholensche Gat gemiddeld doodtij + 1,22

-

1,12 op NAP -9 m*, mA SVK

=

18.300 m2

2. Eindsituatie i gemiddeld springtij + 1,91

-

1,74 (alle dammen gesloten) gemiddeld getij + 1,73

-

1,66 mA SVK

=

16.700 m2 gemiddeld doodtij + 1,36

-

1 ,24

* Komt ongeveer overeen met doorstroomprofiel A

=

2.100 m2 tabel 3.2.1 Waterstanden Marollegat

Het overgrote deel van de getij berekeningen ten behoeve van het ontwerp is uitgevoerd met IMPLIC. Dit is een één-dimensionaal mathematisch model, dat het getij verloop in een estuarium met een

specifiek geulenstelsel berekent. Het gebied wordt hierbij ge-schematiseerd tot een netwerk van geulsekties.

Per sluit fase zijn bij gemiddeld getij en gemiddeld springtij het vertikale en horizontale getij berekend. In par. 3.2.6 wordt na-der ingegaan op de gehanteerde schematisatie van het sluitgat. In

fig. 3.2.3 zijn, ter illustratie, voor een doorstroomoppervlak van 75 m2 beneden NAP (maatgevende bouwfase) het verloop van de waterstanden aan weerszijden van het sluitgat en de gemiddelde stroomsnelheid in het sluitgat weergegeven. Hierbij is rekening gehouden met een afVoercoëfficiënt van 0,7 (par. 3.2.6).

buiten waterstand

---

binnen waterstand

.2.00

,

_

.

_

.

snelheid in het sluitgat Z.G

Q,. < z > .1.00 1.0 ~ til

-

E E z ~ NAP 0 Q Q Z kj ~ % ...J 11'1 _ILI a: _z ILI _11'1

....

1.0 < -1.00 3: _2.00...---'---'---'---l---'---...L2.0

figuur 3.2.3 Hydraulische randvoorwaarden Marollegat met

door-stroomopening van 75 m2 voor gemiddeld getij

Afvoercoëfficiënt m

Lit. 10 geeft een schatting van de afvoercoëfficiënt. Daarbij is

het fysisch schaalmodel M1000 gebruikt, dat bij de

Markiezaatska-de hiervoor toepasbaar bleek te zijn. Uit Markiezaatska-de gemeten waterstanden

aan weerszijden van het sluitgat en de berekende debieten kan met

behulp van overlaatformules de waarde van m berekend worden.

Voor het Marollegat geldt, dat meb

=

0,7 en mvloed

=

0,7 voor

al-le bouwfasen kan worden aangehouden.

Sluitgatschematisatie

Voor de IMPLIC-berekeningen is het sluitgat door middel van een

vervalsektie geschematiseerd tot een open bakprofiel met een

breedte en een diepte ten opzichte van NAP. De lengte van de

ver-valsektie is 0 m, zodat de in fig. 3.2.3 gepresenteerde

water-standen gelden direkt ter weerszijden van het sluitgat. Het

bak-profiel is zo gekozen dat het werkelijke doorstroomoppervlak

km 4.30 0 200 OAMVAK SPEELMANSPLATEN

n

.4,00 .2,00 NAP

....

e

-2.00 -4.00 -6.00

diverse bouwfasen is de bakschematisatie toegepast, zoals deze is aangegeven in tabel 3.2.2.

fase sluitg atopening breedte diepte (m2 t.o.v. NAP) (m) (m t.o.v. NAP)

1 3.200 800 4,0 2 1 .995 570 3,5 3 1 .500 500 3,0 4 1 .000 350 2,9 5 750 300 2,5 6 500 200 2,5 7 300 150 2,0 8 150 100 1 ,5 9 75 75 1 ,0 tabel 3.2.2 Sluitgatschematisatie

De aangegeven bouwstadia komen overeen met de bouwfasen zoals in fig. 3.2.4 is aangegeven.

( m )

400 600 800 km 3.301000

OAMVAK

ZUID

Damaanzetfactoren

De damaanzetfactor wordt als volgt gedefinieerd: maximale snelheid bij de kop

d.a.f.=

snelheid gemiddeld over het sluitgat

uit onderzoeken en prototypemetingen met betrekking tot de

dam-aanzet Schouwen en de Markiezaatskade is gebleken, dat voor de

damaanzetfactor een waarde van 1,2 à 1,3 moet worden

aangehou-den. Deze waarde stemt overeen met de literatuur en wordt ook

ge-vonden bij taludhellingen van 1:10 (lit. 11).

In fig. 3.2.5 is het verloop van de maximale vloed- en

ebsnelhe-den gemiddeld ever h~t sluitgat voor gsmiddeld gëtij en gemiäàelà

springtij bij de diverse sluitfasen weergegeven. Hierbij is

reke-ning gehouden met de in par. 3.2.6 genoemde waarden voor wat

be-treft de afvoercoëfficiënt en de sluitgatschematisatie.

mA stormvloedkering in m2 t.O.V. NAP

18086

I

2.0.,...---..---,..---...,---,

_._.-

gemiddeld springtij vloed

gemiddeld getij vloed

... gemiddeld springtij eb

---

gemiddeld getij eb 111

-

E

.

s

!2 lIJ :r ..J lIJ Z lil O~---4+00---8~0~O---1-2~OO---'6~OO---2-00~O---2~4~O~0---~2~80~O~----3~200

A sluitgat in m2 t.o.v. NAP

figuur 3.2.5 Verloop maximum snelheden bij gemiddeld getij en

gemiddeld springtij

De stroomsnelheden in het Marollegat zlJn eveneens afhankelijk

van "het doorstroomprofiel van het Tholensche Gat, waarvoor een

fig. 3.2.6 de relatie van de stroomsnelheid in het Marollegat (voor A

=

75 m2) met het doorstroomprofiel in het Tholensche Gat aangegeven. N E _3.0 11"1

"

11 < I-< Cl _2.5 w

....

....

0 a:: < ~ lil

e

2.0 ~ c ijj :x:

....

w z _1.5 VI c w 0

....

>

.c

< ~

-

vloed

---

eb ~ ~

"

"-'

...

_...

2100 2000 3000 Asluitgat IN m2 t.o.v. N.A.P.

figuur 3.2.6 Relatie stroomsnelheid Marollegat, voor A

=

75 m2,

met het doorstroomprofiel in het Tholensche Gat

Bij een noordwester storm die met een frekwentie van 10-2 per

jaar voorkomt lopen de snelheden niet hoger op dan bij gemiddeld

springtij, omdat met het oplopen van de waterstand tevens het

doorstroomprofiel van het sluitgat toeneemt. Bij deze waarde

wor-den daarom geen extra zandberekeningen uitgevoerd. Bij een

oos-terstorm echter nemen de snelheden toe. De konsekwenties hiervan

blijven beperkt tot een tijdelijk geringere voortgang.

3.2.8 Golfrandvoorwaarden Aanpak

De golfrandvoorwaarden z1Jn ontleend aan lito 12. De gegevens

hierin zijn bepaald met behulp van het komputerprogramma HGENER,

dat gebaseerd is op de gOlfgroei-berekeningsmethode van

Bret-schneider. Hiermee zijn op verschillende plaatsen in het tracé

voor maatgevende kombinaties van windrichting, de diepte van het

funktie van de windsnelheid en de waterstand (fig. 3.2.7).

Wegens het ontbreken van een gOlfhoogte-golfperiode relatie voor het oostelijk deel van de Oosterschelde, is een empirische rela-tie toegepast, welke is afgeleid voor het Veer se Meer en waarmee de situatie van de omgeving van de 0esterdam vergelijkbaar is. Deze relatie luidt:

Hs = 0,1 (Ts)2

Als signifikante golfhoogte Hs wordt toegepast de gemiddelde golfhoogte van het 1/3 hoogste deel van de golven.

figuur 3.2.7 Maatgevende windrichtingen voor Hs

Voor bouwfase-omstandigheden is gekozen voor een ontwerpfrekwen-tie van 10-2 per jaar. Voor het ontwerp van het eindprofiel is uitgegaan van een overschrijdingsfrekwentie van 2,5.10-4 per jaar.

Voor de maatgevende kombinaties van strijklengte, waterdiepte en windrichting is de overschrijdingsfrekwentie van de signifikante golfhoogten bepaald (fig. 3.2.8).

westzijde windrichting ca 295°(sektor 280°_310°) 2.0....--...,---oostzijde windrichting ca 105°(sektor 90°- 120°) 1.5 ___ waterstand NAP. 1.00 _ - waterstand NAP .5 waterstand ... NAP. 3,00 waterstand NAP. 1.00

o.s

OVERSCHRIJDINGSFREQUENTIEIN KEREN PER JAAR

figuur 3.2.8 Signifikante golfhoogten damvak Marollegat

uit de windsnelheidsgegevens is tevens ter indikatie de invloed

van de periode in het jaar afgeleid. Voor de westzijde van het

Marollegat levert dit waarden voor Hs die in de genoemde maand

met een gemiddelde overschrijdingsfrekwentie van 10-2 per jaar

voorkomen en in tabel 3.2.3 zijn vermeld.

HS bij waterstand Maand NAP +3,00 à5,00m februari 1 ,4 maart 1,2 april 1,1 mei 1 ,1 juni 1 ,0 juli 1,1

tabel 3.2.3 Hs per maand met een overschrijdingsfrekwentie van

10-2 per jaar voor de westzijde van de dam

Deze windgegevens zijn bepaald aan de hand van extrapolaties van

het beschikbare materiaal. De onnauwkeurigheid van de

windsnel-heid resulteert volgens lito 14 in een spreiding vertaald naar

waarden van Hs vanCT= 0,15 m. In lito 12 is op basis van

be-schikbaar waarnemingsmateriaal de nauwkeurigheid van de

golfrand-voorwaarden onderzocht. Het waarnemingsmateriaal betrof

geregi-streerde golfhoogten tot circa 1,0 m. De uit het onderzoek

resul-terende onnauwkeurigheid bedraagt

v

= 0,15 à 0,20 m.

De totale spreiding rond Hs' waarmee rekening moet worden

3.3 Grondmechanische gegevens

In fig. 3.3.1 is een overzicht weergegeven van de lokaties waar grondonderzoek is uitgevoerd. I f I I '--,

'

1

,"~\ ", " I I v : _....... ... _ . v ;•••• h,

,

. ...,_:. ... ,.'

DAMVAK SPEELMANSPLATEN

n

,DAMVAK MÁROllEGAT

_.' , " , , , f

,

.'

,

, ~ ...,' 1..-.,' ... ..."-;... .i...6. sondering • 0 boring .... " ....

.;

"

i

.

.

.

.

.

figuur 3.3.1 Lokaties verricht grondonderzoek

In fig. 3.3.2 is een globaal geotechnisch profiel over de as van

het sluitgat weergegeven. In algemene zin blijkt hieruit dat de

grondlagenopbouw en de totale dikte van het holocene pakket vrij

sterk variëren. uit aanvullende boringen blijkt ter weerszijden

van de as eveneens een vrij sterke variatie in de

grondlagenop-bouw.

Het holocene pakket, tot een diepte van circa NAP -5,5 m

à

NAP

-14,0 m (laagdikte circa 1,5 - 6,0 m) bestaat in het algemeen uit

een kleijveenpakket (1,5 tot 6 m), afgedekt door een dunne

zand-laag. Een uitzondering hierop vormt de ondergrond tot een afstand

van 100

à

200 m uit het reeds bestaande damvak Zuid, waar de in

dikte variërende kleilaag afgedekt is door een zandlaag van

enke-le meters dik.

Het in het holoceen voorkomend zand (afzettingen van Duinkerke)

heeft, gezien de daarin gemeten conusweerstanden een losse

pak-king. Dit betekent dat het zand zetting svLoeLdnqsgevoelig is.

ma-tig grof zand (D50

=

140 à 250 ~m) met lokaal zeer dunne veen- en leemlaagjes. Gelet op de conusweerstanden in het pleistocene ge-bied kan het zand worden aangemerkt als niet of in geringe mate zettingsvloeiingsgevoelig.

Bovenstaande informatie is hoofdzakelijk ontleend aan lito 15. ( m) km 4,30

o

200 400 600 800 km 3.30 1000 DAMVAK SPEELMANSPlATEN

n

.4,00 DAMVAK ZUID

e

klei veen holoceen pleistoceen NAP -2.00 -4.00 -6.00

figuur 3.3.2 Geotechnisch profiel Marollegat

Indien taluds over een grote hoogte te steil worden, kunnen

grondmechanische instabiliteiten optreden.

Voor een ondergrond bestaande uit zand kunnen in taluds van

be-perkte hoogte (kleiner dan 5 m) door plaatselijke versteilingen

(tot 1:2 à 1 :3) afschuivingen ontstaan. De gemiddelde eindhelling

na afschuiven is daarbij steiler dan of gelijk aan 1:6.

Van vastgepakte zandondergrond (poriëngehalte kleiner dan 40

à

42%) zullen ook bij grotere taludhoogten afschuivingen kunnen

op-treden, waarbij de gemiddelde eindhelling eveneens steiler is dan

of gelijk aan 1:6. Bij losgepakt zand (poriëngehalte groter dan

40 à 42%) kunnen in dat geval lokale afschuivingen overgaan in

zettingsvloeiingen. De gemiddelde eindhelling na het optreden van

een zettingsvloeiing is daarbij veel flauwer, maar blijft in de

Het mechanisme van zettingsvloeiingen is langs vele oevers en zandbanken in het OOsterscheldegebied een regelmatig voorkomend verschijnsel. Met name recent afgezette holocene zandlagen staan bekend om hun zettingsvloeiingsgevoeligheid •

Uitgangspunt voor de beoordeling van het gevaar voor instabili-teiten ter plaatse van ontgrondingskuilen is dat deze niet de stabiliteit van de bestaande damvakken en/of de sluitkade mogen aantasten. Dit kan door de instabiliteiten ter plaatse van de ontgrondingskuilen te voorkomen, of door ervoor te zorgen dat de instabiliteiten op voldoende grote afstand optreden.

De aanleg van een bodembescherming dient hiertoe als instrument. Voor het voorkomen van zettingsvloeiingen dient:

- de lengte van de bodembescherming zodanig te worden gekozen

dat d~ ma~L~ale ontgrQndingskuildiepte kl~iner is dan 5,0 mi

- bij grotere ontgrondingskuildiepten dienen de taluds te worden

beschermd, zodanig dat geen steilere taluds dan 1:4 over een

hoogte van 5 m of meer kunnen optreden. Hiertoe verdient in het

algemeen het vooraf beschermen van de bestaande taluds de

voor-keur boven het in korte tijd ingrijpen in het ontgrondingspro-ces tijdens de sluitingsoperatie.

De Adviesdienst Vlissingen hanteert een hellingskriteriurn waarbij

tot bestorting van de vooroevers wordt overgegaan bij 1:3 in

plaats van 1:4. Dit geldt echter alleen voor langzaam verlopende

erosieprocessen. Voor de stabiliteit van de randen van de

bodem-bescherming van de stormvloedkering wordt, bij het soms snel

ver-lopende ontgrondingsproces en mede gelet op het permanente

karak-ter van de bodembescherming, met een hellingskriterium voor het

bestorten van 1:4,5 à 1:5 gewerkt. Het voor de sluiting van het

Marollegat gehanteerde hellingskriterium van 1:4 lijkt derhalve

een reële keuze.

Voor het bepalen van de lengte van de bodembescherming vanaf de

bestaande damvakken of de sluitkade moet met de volgende

eindhel-lingen na instabiliteiten vanaf het diepste punt, worden

gere-kend:

- bij een ontgrondingskuildiepte kleiner dan 5 m: een helling van

1 : 6 ~

- bij een ontgrondingskuildiepte groter dan 5 m: een helling van

1 : 15.

In de figuren 3.3.3 en 3.3.4 wordt dit schematisch geïllustreerd.

~xtfa l.n9t. i.v,m.

ontgfondin sku;L

ONTGRONDINGSKUIL.

<

5.00m

figuur 3.3.3 Lengte bodembescherming als funktie van de

..

extrQ lengte i.v.m.ontgrondingskuil

_--Il/ ,:\5

_-~--

I

figuur 3.3.4 Lengte bOdembescherming als funktie van de kuil-diepte (BK groter dan 5 m)

3.4 Materiaal

Door de projektgroep "Zandwinning compartimenteringswerken" zijn vijf zandwinplaatsen geanalyseerd nabij de Oesterdarn (lit. 16).

Inmiddels is uit deze vijf lokaties een keuze gemaakt ten behoeve van de aanleg van de Markiezaatskade en perskaden op de Bergse Plaat. Vervolgens is nagegaan of deze ten oosten van het werkei-land Oesterdarn gelegen winplaats voldoende zand bevat voor de voltooiing van de Oesterdarn.

De winplaats "Speelmansplaten" bevat (na gereedkomen van de Mar-kiezaatskade) tot NAP -20,00 m circa 17.106 m3 zand. Voor de aan-leg van perskaden op de Bergse Plaat en de voltooiing van de Oes-terdam is circa 8.106 m3 zand nodig.

De indeling van de winplaats kan zodanig zijn, dat voor de ver-schillende nog uit te voeren onderdelen (Bergse Plaat, darnvakken Speelmansplaten I en 11, sluitingen Marollegat en Tholensche Gat) het zand zo gunstig mogelijk gewonnen wordt (fig. 3.4.1).

Speciaal ten behoeve van de sluitingen is er rekening mee gehou-den dat over ruim voldoende goed winbaar zand beschikt kan wor-den.

De laagopbouw ter plaatse van de winplaats bestaat tot de verken-de diepte van NAP -30 à -35 m uit zand met lokaal dunne klei- en veenlaagj es.

Bij het vaststellen van de omvang van de zandwinplaats en de toe-laatbare windiepte moet in verband met de kans op zettingsvloei-ingen rekening worden gehouden met de stabiliteit van het damvak Speelmansplaten en de Tholensche oever. Hierop wordt verder inge-g aan in par. 4.6. 4 •

CD

Speelmansplaten I

®

Sluiting Tholensche gat

o

Berg~e pi aat

CD

SpeelmanSplaten I.II. grondver-betering en sluiting MaroUegat

figuur 3.4.1 Indeling zandwinplaats Speelmansplaten

3.4.2 Zandkarakteristiek

Ter bepaling van hét stortverlies wordt uitgegaan van de gemid-delde korreldiarneter 050 van het winzand en ter bepaling van het bodemverlies van de 050 van het zand in de sluitgatbodem. Door middel van laboratoriurnanalyses van ter plaatse genomen

grondmon-sters is de kwaliteit van het zand in de winplaats bepaald. Oe-zelfde kwaliteit wordt aangetroffen in de sluitgatbodem omdat de grondverbetering aldaar zal worden uitgevoerd met zand uit de winplaats.

Het zand van het gehele wingebied is geklassificeerd aan de hand van de 050. Voor de bepaling van de gewogen gemiddelde 050 van het gehele gebied wordt de per klasse berekende hoeveelheid als verrnenigvuldigingsfaktor gebruikt. Tevens is de hierbij behorende

t.5 ~ l-r""" _~ i'-r""" _{~ ~}

I

~ ~ ~

Vy

rflr

tiG

n

l

1.0 oD~ " ~

,.,

E 0.5 50 100 150 200 050 (pm ) 250 300 350

figuur 3.4.2 Histogram korrelverdeling zand ten behoeve van sluiting Marollegat

De gemiddelde D50 die volgens bovenstaande methode is bepaald, bedraagt voor de sluiting van het Marollegat en voor het zand dat wordt gebruikt voor de grondverbetering (par. 4.6.1) 180 ~m met een standaardafwij king van Û

=

60 um ,

uit de korrelverdelingsdiagrammen blijkt, dat ten aanzien van het percentage fijne deeltjes (kleiner dan 63 ~m) geen sprake is van een bepaalde gelaagdheid in de winput. Dit percentage varieert tussen de 2 en 12%, met lokaal een waarde van 14 tot 17%.

3.5 Materieel

In verband met spreidingen in de kwaliteit van het zand, de stroomkondities en de weersinvloeden op het moment van sluiting en vanwege de onzekerheid van de zandsluitingsberekeningen, moet gerekend worden met voldoende over kapaciteit van de in te zetten

zuiger(s) en het materieel op het stort.

Voor de sluiting van het Marollegat kan, zoals hierna zal bijken (par. 4.4), worden volstaan met één middelgrote zuiger. Op de Ne-derlandse markt zijn een voldoende aantal zuigers van de vereiste kapaciteit beschikbaar.

Voor werkzaamheden op het stort, het aanvoeren en aankoppelen van leidingbuizen en voor droog grondverzet in de laatste fase van de sluiting worden bulldozers, hydraulische kranen, loaders en even-tueel dumpers ingezet. Genoemd materieel is in voldoende mate voorhanden.

OVer de kruin van de sluitkade worden de leidingen naar het stort gelegd. Op de sluitkade moet voldoende ruimte aanwezig zijn voor het werken aan de leidingen (verlengen, wissel plaatsen) en voor de aanvoer van leidingen en machines naar het stort. Voor de tus-senruimte tussen twee leidingsystemen is minimaal circa 15 m no-dig. Voor een rijbaan voor aanvoer van leidingen en materieel is een ruimte van circa 25 m gewenst. Als algemene richtlijn kan ta-bel 3.5.1 gehanteerd worden.

minimale aantal kruinbreedte zuigers kade

1 circa 40 m

2 40 à 55 m

tabel 3.5.1 Benodigde kruinbreedte

In fig. 3.5.1 wordt de inrichting van een stort geïllustreerd, bij gebruik van één zuiger.

Schelde - Rijnverbinding 10 10I 20 peorskode Oosterschelde I 11\ j \\ / } \ stort

t

i

1

'\

\

\

perskod~ \

Verschillende aannemers beschikken over een snelkoppelsysteem, waarmee het mogelijk is een leiding te verlengen zonder dat de produktie door die leiding stopgezet hoeft te worden. Indien tij-dens de slotfase bij maximale zandproduktie met een minimaal

pro-fiel moet worden gewerkt, kan bij toepassing van dit systeem de kruinbreedte aanzienlijk beperkt worden. Pijpenhandelingen en bulldozeraktiviteiten moeten dan wel goed voorbereid en georgani-seerd worden om de grote zand aanvoer op het smalle stort onder kontrole te houden.

3.5.3 Werkbaarheid Zandwinplaats

De zandwinplaats bevindt zich ten noorden van damvak Speelmans-platen (fig. 3.4.1). De winning van zand kan worden uitgevoerd met profielzuigers, cutterzuigers of hoppers, tot een blijvende diepte van circa NAP -20 m.

Deze diepte levert voor profielzuigers geen enkel bezwaar op. De maximale zuigdiepte van cutterzuigers wordt bepaald door de

leng-te van de cutleng-terladder en de spudpalen, en ligt in het algemeen tussen 20 en 30 m.

Veel cutterzuigers kunnen vrij eenvoudig worden omgebouwd tot profiel zuig er door een verlengde .zuigbuis, eventueel met

water-straal, te monteren. De spuds worden dan vervangen door een

ver-ankering. De produktie van een profielzuiger is onder gelijke

om-standigheden meestal hoger dan van een cutterzuiger.

De zuigdiepte van hoppers ligt tussen circa 15 en 30 m.

De toelaatbare zuigdiepte in de zandwinplaats is, afhankelijk van

de plaats binnen het gebied, begrensd in verband met de kans op

zettingsvloeiingen die de stabiliteit van het damvak

Speelmans-platen en de Tholensche oever in gevaar kunnen brengen (par.

4.6.4) •

Golven en wind

Grote zuigers met een drijvende leiding kunnen nog werken bij

golven van 1,0

à

1,5 m. Sleepzuigers zijn minder gevoelig voor

golven. Een bakkenbedrijf ondervindt stagnatie bij golven van 0,6

à

1,0 m. Met het benodigde materieel kan doorgewerkt worden tot

windkracht 8

à

9. Gesleepte bakken ondervinden eerder last van

harde wind dan zelfvarende bakken, terwijl sleephoppers het

langst door zullen kunnen werken. Omdat de zandwinplaats in de

luwte van het werkeiland en het damvak Speelmansplaten ligt, zijn

nauwelijks stagnaties te verwachten door golven of wind.

Stroom

Tijdens de sluiting van het Marollegat zullen de vloedsnelheden

in het Tholensche Gat toenemen tot maximaal circa 1,6 mis bij

ge-middeld getij en 1,8 mis bij gemiddeld springtij. Ter plaatse van

de zandwinplaats op enkele kilometers afstand is deze snelheid

aanmerkelijk gereduceerd. Dit betekent dat geen problemen met

Vorst en ijsgang

Aangezien de sluiting van het Marollegat in het voorjaar wordt uitgevoerd hoeft met deze weersomstandigheden nauwelijks rekening gehouden te worden.

Mist

Met het voorkomen van mist tijdens de sluiting moet rekening ge-houden worden. Een zicht minder dan 1.000 m treedt ongeveer 4% van de tijd op. De hinder kan worden beperkt door de toepassing van geëigende middelen (radar, geluidssignalen).

4 ONTWERP ZANDSLUITING 4.1 Ontwerpmethode 4.1.1 Rekenmethode

De zandverliezen en de inhoud van de sluitkade worden per bouwfa-se berekend met het programma ZANDSOM. Er wordt onderscheid ge-maakt tussen het stort- en het bodemverlies. Het zandverlies wordt bepaald door het berekende zandtransport bij een stationai-re stroming te vermenigvuldigen met een verliescoëfficiënt: fs

=

2 voor het stort en fb = 0,25 voor de bodem (fig. 4.1.1). In deze coëfficiënten is het verschijnsel van de verhoogde stroomsnelhe-den rond het stort (kopeffekt) al verwerkt. De gemiddelde sluit-gatsnelheden behoeven dus niet met de in par. 3.2.6 genoemde dam-aanzetfaktoren vermenigvuldigd te worden.

STORT(f$

=

2 )

_I.

BODEM (fb

=

0.25 )

·1

sluitgat

figuur 4.1.1 Toepassingsgebied verliescoëfficiënten fs

=

2 en fb = 0,25

De verliescoëfficiënten z~Jn afgeleid uit kontroleberekeningen van eerder uitgevoerde zandsluitingen. De zandtransportkapaciteit wordt berekend met de formule van Morra-Kalinske. De theorie om-trent deze berekeningen is behandeld in lito 5.

uit eerdere toepassingen van de rekenmethode van Morra-Kalinske (lit. 17) is geen eenduidig verband te leggen tussen de verlies-coëfficiënten en de belangrijkste parameters. Gebleken is, dat de werkelijke zandverliezen flink .kunnen afwijken van de voorspel-ling.

De snelheden zullen door de vernauwing van het sluitgat

toene-men. Bij eerdere zandsluitingen traden snelheden op tot maximaal

2,5

à

3,0

mis.

Omdat de snelheid een uitermate belangrijke

rekentech-niek niet worden toegepast bij snelheden groter dan 3,0

m

is.

Vol-gens fig. 3.2.5 is een zo hoge snelheid bij de sluiting van het

Marollegat niet te verwachten.

De totale zandverliezen z~Jn afhankelijk van het oppervlak van

het stort en van de bodem. Van belang hierbij is dat het

stort-verlies per m1 veel groter is dan het bodemstort-verlies. Bij het

vor-deren van de sluiting neemt het bodemoppervlak af, terwijl de

stroomsnelheden toenemen. Als in het diepste deel van het

sluit-gat wordt begonnen en op een ondiep deel geëindigd, zal de

stort-lengte en daarmee het stortoppervlak kleiner worden (fig.

4.1.2). Daarom is het aantrekkelijk bij de sluiting van diep naar ondiep te werken.

OPPERVLAK DOORSTROOMPROFIEL

A IN m2 _{WERKRICHTJNG WERKRICHTING}

OPPERVLAK DOORSTROOMPROFIEL A IN m2 \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ stortlengte \ ~ \ \ \ \ \ \ \ \

figuur 4.1.2 Invloed werkrichting

In fig. 3.1.2 is te zien dat het bij het Marollegat met

betrek-king tot het bovenstaande weinig uitmaakt van welke zijde de

sluiting plaatsvindt. Omdat het gunstig is in verband met de

lig-ging van de zandwinplaats zal worden gesloten vanaf de

noordzij-de.

Wanneer de totaal beschikbare produktie over twee storten wordt

verdeeld is de gezamenlijke stortlengte groter dan bij een

één-zijdig stort en de totale bodemlengte kleiner. Dit betekent dat

het totale zandverlies groter is. Daarom wordt deze variant ver-der niet in beschouwing genomen.

Voor het uitvoeren van een zandverliesberekening dient te worden

uitgegaan van een vooraf gekozen netto zandproduktie. Door de

be-rekening een aantal malen te herhalen voor andere zandprodukties

wordt inzicht verkregen in het verband tussen zandverlies en

sluitgatafmetingen als funktie van de produktie. De in de

prak-tijk toe te passen zandproduktie kan op grond hiervan worden

zandpro-dukties van 500, 1.000, 1.500, 2.000, 3.000 en 5.000 m3juur, in de verwachting dat de toe te passen produktie binnen dit scala zal vallen.

4.2 Ontwerp sluitkade

Om zandverliesberekeningen te kunnen uitvoeren dienen eerst de vorm en de afmetingen van de sluitkade te worden bepaald. Gedeel-telijk gaat het hierbij om een bewuste keuze, zoals bijvoorbeeld de kruinhoogte en -breedte.

Voor een ander deel worden vorm en afmetingen bepaald door de sluitingstechniek en de eigenschappen van het toe te passen zand.

---

4.2.2 Situering sluitkade

Indien in het af te sluiten doorstroomprofiel sprake is van onge-lijkheid in het eb- en vloeddebiet kan besloten worden om de sluitkade niet in het hart van de definitieve dam te situeren, maar zodanig dat de brutoverliezen nog zoveel mogelijk binnen het profiel van de definitieve dam vallen.

Het brutoverlies is het zand dat buiten het sluitkadeprofiel te-recht komt en relevant in verband met de voortgang van de slui-ting. Het nettoverlies is het zand dat buiten het definitieve damprofiel terecht komt en van belang voor de totale kosten. Omdat bij de sluiting van het Marollegat de benodigde kruinbreed-te bij toepassing van één zuiger nagenoeg overeenkomt met de breedte van de definitieve dam (tekening 83-10.365-bijlage 3), wordt de sluitkade in de as van de dam geprojekteerd. Het bruto-verlies is daarbij gelijk aan het nettoverlies.

In verband met lagere zandverliezen bij een kortere sluitingsduur wordt het profiel van de sluitkade minimaal gehouden.

Het profiel wordt vastgelegd door kruinbreedte, kruinhoogte, zij-taluds boven en onder water en de bodemligging.

Aan de sluitkade worden lagere eisen gesteld dan aan de defini-tieve dam: alleen gedurende de relatief korte sluitingsperiode moet het profiel voldoende volume en hoogte hebben om niet door golven en stroom uitgevlakt te worden. De definitieve dam daaren-tegen moet gedurende vele jaren als waterkering dienst doen en bovendien nog andere funkties vervullen.

Kruinbreedte

De benodigde kruinbreedte bij toepassing van één zuiger is 40 m (par. 3.5.2). De zandverliesberekeningen worden hierop gebaseerd. Kruinhoogte

mogelijk bij de waterspiegel te situeren (zandverlies, storthel-lingen). Aangezien de stortpijp tevens hoogwatervrij dient te liggen, wordt voor de hoogte o.a. in verband met optredende gol-ven minstens een halve meter boven gemiddeld springtij hoogwater aangehouden. Uit tabel 3.2.1 blijkt voor het tijdstip van de sluiting dit peil op circa NAP +1,64 m te liggen. Voor de bereke-ningen wordt een kruinhoogte van NAP +2,50 m aangehouden. Bij de-ze hoogte is de kans aanwezig dat onder ongunstige omstandigheden schade optreedt aan zowel·de sluitkade (levert enig zandverlies op) als aan de stortpijpen. Hierdoor is het van belang dat zo

kort mogelijk achter de uit te bouwen sluitkade wordt begonnen met opkaden voor de volgende slag, zodat slechts over een geringe

lengte een sluitkade aanwezig is met genoemde kruinhoogte. De sluiting is in dit opzicht nagenoeg vergelijkbaar met het uitbou-wen van een damvak.

Taluds

Onderscheid dient te worden gemaakt tussen het onderwatertalud, het talud in de getijzone en het talud daarboven. Tengevolge van golfaanval kan het talud aan de zeezijde in de getijzone flauwer zijn dan aan de bekkenzijde. In alle gevallen hangt het talud af van de korrelsamenstelling en de invloed van stroom en golven. Gezien de ervaringen die zijn opgedaan bij diverse sluitingen en bij de aanleg van verschillende damvakken en eilanden met soort-gelijk zand (Bij de aanleg van het werkeiland Oesterdam werden

taluds beneden gemiddeld laagwater van 1 :10 en van gemiddeld laagwater tot NAP van 1:30 gerealiseerd - lito 18) is het vrij veilig om uit te gaan van de volgende taluds voor beide zijden: - beneden gemiddeld laagwater 1:15

- gemiddeld laagwater tot NAP 1:40 - boven NAP 1:5

Volgens tabel 3.2.1 is het gemiddeld laagwater voor het tijdstip van de sluiting NAP -1,37 m.

In de berekeningen is hiervoor NAP -1 ,50 maangehouden.

Een en ander resulteert in het dwarsprofiel volgens fig. 4.2.1 •

• 2.50

··,;ln.

f\:;--

,:40

---onderwater talud

figuur 4.2.1 Dwarsprofiel sluitkade

In hoofdstuk 6 wordt nagegaan in hoeverre het eindresultaat

(to-tale zandverlies en sluitingsduur) gevoelig is voor de hier

de volgende waarden:

beneden gemiddeld laagwater 1:10 en 1:25 gemiddeld laagwater tot NAP 1:30 en 1 :50 boven NAP 1:4 en 1:6

Deze variaties worden als uiterste waarden gehanteerd, in termen van statistiek op te vatten als 2 maal de standaardafwijking bij

een veronderstelde normale kansverdeling.

Er wordt eenvoudigheidshalve uitgegaan van een gemiddelde samen-stelling van het zand gedurende de gehele sluiting. Op grond hiervan wordt gerekend met een stort dat zich voorwaarts ver-plaatst zonder wezenlijke verandering van de taludhelling. Voor het stortprofiel wordt uitgegaan van een helling van 1 :60 voor het gedeelte tussen NAP en gemiddeld laagwater. Deze helling is vooral gebaseerd op de ervaring bij het opspuiten van damvak-ken en de werkeilanden voor de Bergschediepsluis (lit. 18) en de Krammersluizen (lit. 19), als onderdeel van de compartimente-ringswerken. Het gebruikte zand is vergelijkbaar met het hier toe te passen zand. Verder worden dezelfde hellingen aangehouden als bij het dwarsprofiel (fig. 4.2.2).

Het talud boven NAP is daarbij vrij steil, omdat dit gedeelte wordt opgesloten tussen in de laagwaterperiode opgezette perska-den. De aangegeven helling betreft dus de perskade~ het

eigenlij-ke stort heeft een veel flauwer talud, maar dat is voor de bere-keningen niet van belang.

....=...1.2.9_( L.W.)

---stort Jr-_

----

-

---

-

---~

figuur 4.2.2 Stortprofiel 4.3 Zandverliesberekeningen

Er zijn berekeningen uitgevoerd voor het stortverlies, het bodem-verlies en het totale zandverlies als funktie van de

sluitgatope-ning, zonder bodemverlaging. Hierbij is voor gemiddeld getij en gemiddeld springtij uitgegaan van de hydraulische randvoorwaarden volgens par. 3.2. Voor gemiddeld doodtij is een faktor van 0,84 toegepast op de waterstanden en snelheden behorende bij gemiddeld getij.

hoger is dan de momentane verliezen, onafhankelijk van de zuiger-produktie. uit berekeningen bij verschilende zuigerprodukties blijkt een maximum totaal verlies bij gemiddeld getij van 4.100 m3jgetij.

4.4 Keuze produktie

In fig. 4.4.1 is de totale benodigde zandhoeveelheid weergegeven als funktie van de netto zuigerproduktie bij gemiddeld getij.

900 M 52 'lC M E .E 800 lIJ ï= x: =:l 0 0 c::: 0.. 700 lIJ ...J ~ 0 I-600 0 \

I

\

\

\

'

I

,....

--,.---

1

__ ~heore~ische _d~l:'oud

---

1

---

1

-==

f

I J I J

J

1000 2000 3000 4000 5000 ZUIGERPRODUKTIE in m3/u

figuur 4.4.1 Totale benodigde zandhoeveelheid als funktie van de (netto) zuigerproduktie bij gemiddeld getij

Gezien het verloop van deze kromme moet een netto zandproduktie gekozen worden van tenminste 1.000 à 1.500 m3ju. Bij lagere pro-dukties neemt de steilheid van de kromme toe. Bij kleine

afwij-kingen van een lagere produktie, ten gevolge van welke oorzaak dan ook wordt de onzekerheid in de verliezen veel groter.

In fig. 4.4.2 zijn voor een produktie van 1.500 m3ju de zandver-liezen weergegeven als funktie van het sluitgatprofiel bij een gemiddeld getij, gemiddeld dood- en gemiddeld springtij. Bij ho-gere produkties nemen de verliezen met maximaal 2% toe.

6000 -r---,---,---,

-

_"

c:7I

-..,

E .5 r+« I \

!

I

\j SOOO~r_-~\~\--~r_--~ \ \ \ totaalverlies bij gemiddelddoodtij

totaalverlies bij gemiddeld springtij

totaalverlies }

stortverlies gemiddeld getij

bodemverlies I/) ~ ::i a: ~ > o z < N 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200

A sluitgat in m2 t.O.V.NAP

figuur 4.4.2 Zandverlies als funktie van sluitgatprofiel bij een

produktie van 1.500 m3/u, bij gemiddeld getij en

gemiddeld dood- en -springtij

Theoretische sluitingsduur

Besloten is om in dit stadium als maatstaf voor de totale

slui-tingsduur de berekening bij gemiddeld getij te hanteren. In tabel

4.4.1 is deze sluitingsduur weergegeven voor diverse

zuigerpro-dukties, uitgaande van een volkontinu bedrijf. Aangezien het niet

voor de hand ligt tijdens de gehele sluitingsduur te werken met

een volkontinu bedrijf zal bij uitvoering (hoofdstuk 5) de

slui-tingsduur opnieuw worden vastgesteld.

netto zuigerproduktie in m3 tijdsduur sluiting

per uur per week uur

500 84.000 1.730 1 .000 168.000 771 1 .500 252.000 496 2.000 336.000 366 3.000 504.000 240 5.000 840.000 142

4.5 Bodembescherming

De bodemerosie gemiddeld over het sluitgat kan tijdens de slui-ting variëren van enkele centimeters tot enkele decimeters per getij. Daarom wordt het niet nodig geacht een bodembescherming aan te brengen.

4.6 Grondmechanische aspekten 4.6.1 Grondverbetering

Zoals in par. 3.3.1 is vermeld, bestaat het holocene pakket voor-namelijk uit klei en veen, met een gezamenlijke dikte variërend van 1,5 tot 6,0 meter.

Stabiliteitsberekeningen (cirkelvormig afschuiven volgens Bishop) tonen aan dat tijdens de aanleg van het damvak volgens het voor-gestelde tempo instabiliteiten zullen optreden indien geen

maat-regelen worden genomen.

Bij het noordelijk van het Marollegat gelegen aansluitende ge-deelte van het damvak Speelmansplaten bleek eveneens dat maatre-gelen nodig zijn om het daar ter plaatse te bouwen damvak zonder problemen te realiseren (lit. 20). uit onderzoek en op grond van een gehouden paneldiskussie (lit. 21) bleek dat hierbij gekozen kon worden uit de volgende twee oplossingen:

a. grondverbetering (cunet) ;

b. gefaseerde aanleg (consolidatiemethode).

In verband met de beperkte bouwtijd van het damvak Marollegat is een gefaseerde aanleg niet mogelijk. Daarom is gekozen voor een grondverbetering, waarbij de slappe lagen geheel worden vervangen door zand. De gemiddelde breedte van deze grondverbetering be-draagt 70 m. Gelet op de opbouw van de ondergrond kan de grond-verbetering worden beëindigd op een afstand van 200 m vóór de aansluiting met het reeds bestaande damvak Zuid. Berekeningen voor de situatie op het gedeelte van 200 m geven een

stabili-teitsfaktor (karakteristiek) van 1,21 respektievelijk 1,48 voor het algemene spuitprofiel volgens fig. 4.6.1 en het definitieve profiel (bijlage 2) • Voor deze situaties bedraagt de benodigde karakteristieke stabiliteitsfaktor 1,20 respektievelijk 1,25. Om-dat binnen de genoemde 200 m echter het laatste sluitgat is gesi-tueerd (fig. 5.2.1) en tijdens de definitieve sluitingsoperatie de geometrie van het prOfiel mogelijk ongunstiger is, is besloten om de grondverbetering zover door te zetten dat de kop van damvak

Zuid tijdens het baggeren nog juist niet in gevaar komt. Op het niet verbeterde gedeelte wordt overlappend met de grondverbete-ring bij het begin van de sluiting een zanddam uitgebouwd tot NAP +5 m. Tevens wordt hier een zanddepot aangelegd voor de laatste fase van de sluiting.

Het zand voor de grondverbetering is afkomstig uit het zandwinge-bied dat is gelegen ten noorden van het damvak Speelmansplaten. De kwaliteit van dit zand komt overeen met die van het zand dat wordt gebruikt bij de opbouw van het damvak (par. 3.4). Dit houdt in dat de gemiddelde korreldiameter D50 180 ~m bedraagt met een

standaardafwijking a-van 60 ~m.

Voor het gedeelte direkt ten noorden van het damvak Marollegat is eveneens gekozen voor een grondverbetering.

4.6.2 Grondmechanische stabiliteit damvak in bouwfase Macro--stabiliteit

Onder macro-stabiliteit wordt verstaan de stabiliteit van de to-tale konstruktie, inklusief de ondergrond.

Onderstaand wordt ingegaan op de macro--stabiliteit van de meest ongunstige situatie, namelijk met grondverbetering.

Het gedeelte van km 3.31 tot km 3.26 (aansluitend aan damvak Zuid) is gunstiger, omdat hier geen slappe lagen in de ondergrond voorkomen (fig. 3.3.2), wat bij een situatie met grondverbetering wel het geval is.

Voor het ontwerp van het zuidelijk deel van damvak Speelmanspla-ten zijn onder meer voor de bouwfase stabiliteitsberekeningen ge-maakt volgens Bishop (cirkelvormige glijvlakken), uitgaande van een volledig cunet tot het pleistocene zand en een algemeen spuitprofiel zoals in fig. 4.6.1 is weergegeven.

10,00

.6.00

klei I v~~npakket

damvak Sp~~lmansplaten - - - damvak Marollegat

figuur 4.6.1 Algemeen spuitprofiel damvakken Speelmansplaten 11 en Marollegat

Als gemiddelde helling voor het gedeelte tussen NAP en NAP +6,00 m is circa 1:3 aangehouden. De hierbij berekende

stabiliteitsfak-tor bedraagt bij een tot NAP +6,00 m verzadigd damvak en een wa-terstand buiten het zandlichaam van NAP -2,00 m, 1,12. Statis

-tisch gezien kan deze waarde worden beschouwd als een

Het algemene spuitprofiel van damvak Marollegat (fig. 4.6.1) is nagenoeg gelijk of veiliger vanwege:

- de helling beneden NAP van 1 :40 in plaats van 1:30; - kruinniveau van NAP +5,00 m in plaats van NAP +6,00 m; - gelijke gemiddelde helling van 1:3.

Dit betekent dat de karakteristieke stabiliteitsfaktor van 1,12 ook hier van toepassing is.

De faalkans van de konstruktie bedraagt 5,6.10-3 (par. 4.6.5).

De situatie tijdens de bouwfase is ongunstiger dan in de

ge-bruiksfase, voornamelijk omdat als uitgangspunt gehanteerd is,

dat het zandlichaam in de bouwfase volledig verzadigd is. Daarom

is in het voorgaande uitsluitend de stabiliteitsfaktor bepaald

voor de bouwfase. Micro-stabiliteit

Onder de micro-stabiliteit wordt verstaan de stabiliteit van de

zandkorrel op het talud onder invloed van de zwaartekracht en

het verhang, dat eventueel in het zandlichaam aanwezig is. Voor

een situatie waarbij het zandlichaam volledig is verzadigd en de

waterstand op de OOstersehelde NAP -2,00 m bedraagt, is de

mi-cro-stabiliteit bepaald met de formule:

f= tg 1/2(f

tg 0(

waarin:

f = stabiliteitsfaktor

(f

=

hoek van inwendige wri.jvinq

c<

=

hellingshoek van het talud

Voor de sluitkade met een kruin op NAP +2,50 m en een talud van

1:5 bedraagt de stabiliteitsfaktor f

=

1,25 voor

y

=

28D, de

waarde die met een kans van 5% (~ - 1,64C1 waarde) wordt

onder-schreden.

Bij een talud van 1:4 is de stabiliteitsfaktor voor een volledig

verzadigd zandlichaam 1,0.

Voor het bovenstort met een kruin op NAP +5,00 m en een talud van

1:1,5 over het gedeelte boven NAP +2,50 m, respektievelijk 1:5

over het gedeelte van NAP tot NAP +2,50 m geldt het volgende:

indien het stort (inklusief de perskade) volledig verzadigd is,

zal het talud van de perskade (boven NAP +2,50 m) uitzakken tot

een nieuwe evenwichtshelling ontstaat (circa 1:4).

In de praktijk zal dit waarschijnlijk meevallen omdat zich een

verhang instelt in de perskade, zodat niet de gehele kade is

ver-zadigd. Als bovendien folie wordt toegepast aan de stortzijde van

de perskade zal de waterstand in de perskade nog lager zijn.

Afgezien van welke maatregelen dan ook, zal het talud boven NAP

wat kunnen uitzakken, tot een evenwichtshelling ontstaat.

Derge-lijke instabiliteiten kunnen nimmer leiden tot doorgaand

bezwij-ken van de totale konstruktie. De bezwijkkans van het zandlichaam

als gevolg van dit mechanisme wordt dan ook verwaarloosbaar klein

geacht (10-4).

4.6.3 Vertikale deformaties